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摘要:细胞分裂主要有三种形式,有丝分裂、无丝分裂及减数分裂。在高中生物学习中,有丝分裂和无丝分裂属于高中阶段的重难点。细胞分裂相关知识概念多、图形多及ONA、染色体等的行为数目变化均是学生在学习过程中的拦路虎。特别是减数分裂过程中所发生的异常情况所造成的相关生物变异类型对学生的抽象性推理能力均有较高的要求。
关键词:生物 细胞分裂 周期 染色体
从学科素养及知识的整体性分析,学好细胞分裂有助于更好的理解生命的本质,包括遗传和变异产生的根本原因。本文将力求从学生的角度分析如何学好细胞分裂相关方法。
一、有丝分裂
(1)有丝分裂的重要性
有丝分裂在维持个体的正常生长、发育和保证物种的连续性和稳定性(单细胞生物及无性繁殖生物个体间及世代间的遗传组成的一致性)方面具有重要的生物学意义。同时致癌因子通过使有丝分裂的调控失常而导致肿瘤发生。
(2)相关概念的辨析
1.细胞周期细胞周期( cell cycle)是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为间期与分裂期两个阶段。只有连续分裂的细胞才具有周期性。减数分裂不具备周期性,因为它经过两次分裂即结束。不同类型的细胞,其一个周期所用的时间是不一定一样的。细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关,如:小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时,人类胃上皮细胞24小时,骨髓细胞18小时,培养的人了成纤维细胞18小时。
2.DNA、染色体和染色单体之间的关系DNA与蛋白质组合成了染色体,染色体中的DNA在细胞分裂的间期进行了复制及相关蛋白质进行了合成,最终使得每条染色体上的拥有了两条DNA及两条姐妹染色单体。在这里我们应该认识到姐妹关系说明了这两条染色单体是由同一条染色体复制而来。在有丝分裂的后期,着丝点分裂姐妹染色单体分开,这时也就不存在着姐妹染色单体的说法,及分开后各自成为染色体。这个也可以用下图加以理解:
3.纺锤丝、纺锤体、星射线纺锤丝指的是在植物细胞中由细胞的两级所发出的丝状物,可以用于牵拉染色体。纺锤体是由纺锤丝所构成的一种梭状结构。星射线实际上跟纺锤丝是类似的,只不过它来源于动物细胞,并由中心体发出。
(3)有丝分裂各期特征快速掌握
对于细胞分裂来说,各期的图像变化是学习的重中之重。在这边建议采用结合多媒体动画进行模型建构的方式进行学习。一方面通过观察多媒体动画对有丝分裂各时期特征有一个详细的宏观认识,另一方面再通过自己动手模拟分裂过程可以加深理解。用于模型构建的工具,有条件的可以采用橡皮泥,没有的也可以用纸条模拟染色体。当模拟完后,自己可以在尝试画出完整的细胞分裂图形(2n-6)。并再一次与多媒体动态过程进行对比,在确认无误后,就可以进行相关的DNA、染色体、染色单体数目的计算,进而做出相应的坐标曲线。
二、减数分裂
(1)减数分裂的意义减数分裂对于生物遗传和变异有重要的意义。但我想指出的是,学好减数分裂可以帮助学生更好的理解掌握有关生物染色体变异的本质。
(2)相关概念的辨析
1.同源染色体存在于同一个细胞中,一条来自于父方一条来自与母方,形态大小一般一样的两条染色体即为同源染色体。同源染色体起源于受精作用完成后所形成的受精卵中,每一条由父亲精子所带过来的染色体均可以找到一条由母亲卵细胞提供的染色体,跟其在形态大小上相配对。同源染色体一般不存在于减数第二次分裂、精细胞、极体和配子中。
2.四分体联会后的一对同源染色体上拥有四条染色单体。
3.交叉互换同源染色体之间的非姐妹染色单体之间发生
(3)各时期图形和特点(重难点)
1_减数分裂个时期图形及其特点,应通过减数分裂概念分析减数分裂的大致过程,包括染色体复制一次、细胞分裂两次和分裂的结果是细胞中的染色体数目减半。以概念为人手点,通过多媒体动画过程快速的播放分裂过程,并做适度的引导讲解,最后让学生两个人一组详细的采用纸条模拟的方式进行过程模拟,并要求学生上台展示模拟过程及所做图形。
2.减数分裂图形和有丝分裂图形经常容易造成混淆,因此,学习完减数分裂之后,需要对有丝分裂的过程再一次的复习,并将两种分裂过程放在一起进行比较,主要是对染色体数目,DNA数目,染色单体数目及同源染色体等的比较。
3.坐标图坐标曲线主要集中在染色体数目等的变化,因此强烈建议需要熟练理解分裂过程中各种数目变化情况,在做题时还应认真观察纵坐标指的是那个数目或者是单条染色体与DNA的比值情况。
4.特殊情况减数分裂过程中会出现一些特殊情况,比如说三体综合征就是减数第一次分裂过程中同源染色体没有分离或者是减数第二次分裂过程中姐妹染色单体没有分离造成的。而为了加深对这一系类过程的理解,强烈建议采用构建物理模型的方式来进行。可以通过先在一个细胞中模拟出有三条同源染色体的情况,然后逐步的通过逆推导的方式来获得可能發生的情况。
总之,学好细胞分裂对于生物的遗传和变异的理解有重要的意义,但如何学好,再次建议采用模型构建的方式,可以将微观动态的过程转化为宏观动态过程来加强认识理解。之后结合适量的题目进行加深理解,以达到不变应万变的目的。
参考文献
[1]邱财兴.高中生物细胞分裂部分内容的新认识[J].考试周刊,2016(82):154.
关键词:生物 细胞分裂 周期 染色体
从学科素养及知识的整体性分析,学好细胞分裂有助于更好的理解生命的本质,包括遗传和变异产生的根本原因。本文将力求从学生的角度分析如何学好细胞分裂相关方法。
一、有丝分裂
(1)有丝分裂的重要性
有丝分裂在维持个体的正常生长、发育和保证物种的连续性和稳定性(单细胞生物及无性繁殖生物个体间及世代间的遗传组成的一致性)方面具有重要的生物学意义。同时致癌因子通过使有丝分裂的调控失常而导致肿瘤发生。
(2)相关概念的辨析
1.细胞周期细胞周期( cell cycle)是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为间期与分裂期两个阶段。只有连续分裂的细胞才具有周期性。减数分裂不具备周期性,因为它经过两次分裂即结束。不同类型的细胞,其一个周期所用的时间是不一定一样的。细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关,如:小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时,人类胃上皮细胞24小时,骨髓细胞18小时,培养的人了成纤维细胞18小时。
2.DNA、染色体和染色单体之间的关系DNA与蛋白质组合成了染色体,染色体中的DNA在细胞分裂的间期进行了复制及相关蛋白质进行了合成,最终使得每条染色体上的拥有了两条DNA及两条姐妹染色单体。在这里我们应该认识到姐妹关系说明了这两条染色单体是由同一条染色体复制而来。在有丝分裂的后期,着丝点分裂姐妹染色单体分开,这时也就不存在着姐妹染色单体的说法,及分开后各自成为染色体。这个也可以用下图加以理解:
3.纺锤丝、纺锤体、星射线纺锤丝指的是在植物细胞中由细胞的两级所发出的丝状物,可以用于牵拉染色体。纺锤体是由纺锤丝所构成的一种梭状结构。星射线实际上跟纺锤丝是类似的,只不过它来源于动物细胞,并由中心体发出。
(3)有丝分裂各期特征快速掌握
对于细胞分裂来说,各期的图像变化是学习的重中之重。在这边建议采用结合多媒体动画进行模型建构的方式进行学习。一方面通过观察多媒体动画对有丝分裂各时期特征有一个详细的宏观认识,另一方面再通过自己动手模拟分裂过程可以加深理解。用于模型构建的工具,有条件的可以采用橡皮泥,没有的也可以用纸条模拟染色体。当模拟完后,自己可以在尝试画出完整的细胞分裂图形(2n-6)。并再一次与多媒体动态过程进行对比,在确认无误后,就可以进行相关的DNA、染色体、染色单体数目的计算,进而做出相应的坐标曲线。
二、减数分裂
(1)减数分裂的意义减数分裂对于生物遗传和变异有重要的意义。但我想指出的是,学好减数分裂可以帮助学生更好的理解掌握有关生物染色体变异的本质。
(2)相关概念的辨析
1.同源染色体存在于同一个细胞中,一条来自于父方一条来自与母方,形态大小一般一样的两条染色体即为同源染色体。同源染色体起源于受精作用完成后所形成的受精卵中,每一条由父亲精子所带过来的染色体均可以找到一条由母亲卵细胞提供的染色体,跟其在形态大小上相配对。同源染色体一般不存在于减数第二次分裂、精细胞、极体和配子中。
2.四分体联会后的一对同源染色体上拥有四条染色单体。
3.交叉互换同源染色体之间的非姐妹染色单体之间发生
(3)各时期图形和特点(重难点)
1_减数分裂个时期图形及其特点,应通过减数分裂概念分析减数分裂的大致过程,包括染色体复制一次、细胞分裂两次和分裂的结果是细胞中的染色体数目减半。以概念为人手点,通过多媒体动画过程快速的播放分裂过程,并做适度的引导讲解,最后让学生两个人一组详细的采用纸条模拟的方式进行过程模拟,并要求学生上台展示模拟过程及所做图形。
2.减数分裂图形和有丝分裂图形经常容易造成混淆,因此,学习完减数分裂之后,需要对有丝分裂的过程再一次的复习,并将两种分裂过程放在一起进行比较,主要是对染色体数目,DNA数目,染色单体数目及同源染色体等的比较。
3.坐标图坐标曲线主要集中在染色体数目等的变化,因此强烈建议需要熟练理解分裂过程中各种数目变化情况,在做题时还应认真观察纵坐标指的是那个数目或者是单条染色体与DNA的比值情况。
4.特殊情况减数分裂过程中会出现一些特殊情况,比如说三体综合征就是减数第一次分裂过程中同源染色体没有分离或者是减数第二次分裂过程中姐妹染色单体没有分离造成的。而为了加深对这一系类过程的理解,强烈建议采用构建物理模型的方式来进行。可以通过先在一个细胞中模拟出有三条同源染色体的情况,然后逐步的通过逆推导的方式来获得可能發生的情况。
总之,学好细胞分裂对于生物的遗传和变异的理解有重要的意义,但如何学好,再次建议采用模型构建的方式,可以将微观动态的过程转化为宏观动态过程来加强认识理解。之后结合适量的题目进行加深理解,以达到不变应万变的目的。
参考文献
[1]邱财兴.高中生物细胞分裂部分内容的新认识[J].考试周刊,2016(82):154.